Возникла потребность в простеньком любительском показометре. Возникла идея клонировать проекты типа VNA
http://users.adelphia.net/~n2pk/VNA/VNAarch.html
и TAPR
http://www.tapr.org/software_library.php?dir=/pub/n5eg

В качестве процессора предполагаеться ARM LPC2148, DSS - AD9954.
Хотелось бы выслушать рассуждения по РЧ компонетнам ( смесителям, направленным ответвителям, детекторам) современным, доступным, нетребовательным в настройке.

Вот еще один проект

http://www.circuitcellar.com/PSOC2002/winners/3.pdf

А зачем, и кому это нужно? Вы, что - любитель?

Сообщение отредактировал mother - Feb 3 2006, 15:06

Нет, профессионал, но несколько в другой области. РЧ ( 100МГц- 1Ггц) для меня- хорошо забытое старое. Не буду же я городить нечно на комплектации середины семидесятых? Поэтому и прошу совета.
А нужен показометр для согласования по ВЧ с некоторыми устройствами, параметры которых могут меняться весьма в широком диапазоне, поскольку эти устройства пока существуют в единичных экземплярах. Бюджет как всегда ограничен. И это не тот случай, когда надо покупать Anritsu или Rohde-Schwarz. Очень часто хватает китайского мультиметра, хотя рядом стоит Keythey ( это если свести пример к постоянному току). Вот и нужен китайский мультиметр на ВЧ. Мне достаточно точности 5-10 градусов по фазе и 35-40 дБ по динамике. Диапазон хочеться конечно по-шире, но 200 Мгц хватит для начала.
И несколько вопросов ко всем- кто нибудь видел пример свип-генератора с механической перестройкой частоты с реализацией механики наподобии головки СД-рома ( привод линзы) или актюатора винчестера? Скорость перестройки будет вполне достаточной, диапазон несколько октав, а фазовые шумы- минимальны.
И второе. Если я хочу расширить частотный диапазон и обойтись без YIG. Если исходить из вышеприведенных схем, где основное это наличие двух гетеродинов с гарантированным сдвигом по фазе 90 грд на любой частоте. Теперь имееться два VCO диапазона 1-2 ГГц. Как мне получить у них этот гарантированный сдвиг по фазе во всем диапазоне перестройки ( два DSS на НЧ уже все-равно есть). Есть ли простое красивое решение?

Что называется, удачи вам... Но мне это кажется странным. Вам не жалко своего времени, труда и т. д. на устройство, которое заведомо будет любительским? Чего ради? Неужели вы его за две недели соберёте? Тогда сделайте и для меня! На заказ! Ну, если вы заняты делом, а не развлекаетесь на работе, как мне представляется, ваш работодатель должен обеспечит вас всем необходимым. У него нет средств? Вы тогда своим трудом поддерживаете банкрота. Ну, если он ваш папа - тогда понятно. Извиняюсь, конечно, за менторство, просто я видел как в соседнем отделе на очень высоком уровне (без проблем в обеспечении всего!) разрабатывали "простенький" нетворк аналаизер до 2 Гиг - аж целых полтора года, и не один человек, а несколько. Но! В итоге он в производство не пошёл, - решили, что с такими параметрами он окупаться не будет. Обидно за ребят было - год напрасного труда. Ну, большие предприятия могут себе позволить такое... Позвольте вот что сказать - делать дело, значит делать то, что в первую очередь востребовано другими. В смысле деньги платят... Но тем не менее, очень вас зауважаю, если сделаете!

Т.е., раз это "показометр" то никаких требований к его характеристикам не предъявляется? Если это не так, то укажите target parameters.

Именно, не предъявляется. Как получиться, паспортизация по факту. Калибровки в файл поместить и до следующей поверки верить.
Вот например как в этом проекте:
http://www.qsl.net/iw3hev/Antenna%20Analyz...0%20MHz-Eng.htm
Направленный ответвитель вообще от балды сделан, но ведь работает.
А теперь заменяем TLC1549 на внутренние АЦП АРМа, DSS меняем на более новый со встроенным умножителем для задающего генератора, ну в принципе и все .
Я же прошу профессионально покритиковать ошибки любителей, ну например, выход DSS нагружен несимметрично ( параметры деградируют), нет стабилизации аплитуды ( а может она и ненужна?), как лучше подключить AD8302 итд.

Очень жаль что ветка затихла.
У меня уже 3 года в голове зреет такая же идея, на работе имел честь работаь и с Агилентом и РодеШварцем (ZVL).. и всегда поражала цена этих приборов. И понимал что себе я такой никогад не куплю.
И в одно не очень прекрасное утро пришла идея сделать "бюджетный " прибор.
Пусть мой Векторный анализатор цепей и не будет лучшем, пусть он будет не очень точным, пусть он будет работать в диапзоне от 10 до 5000 Мгц (хотя бы до 2400 Мгц), и пусть он не будет иметь собственного дисплея а быдет работать как приставка к компу, НО он должен стоить не более 1000 Евро!
Сейчас в свободное от работы время выдумывают как это сделать.
Проблема у меня по суте одна.... (пока одна) как мерить фазу во всём этом диапазоне частот от -180 до +180 Гр с точностью ну хотя бы 5гр....

Но задача постройки такого прибора действительно не простая...

Я планировал использовать принципе построения котоырй применяет Роде и Шварц. Блок схемку из их брощуры отскаю и выложу позже если интерес будет.
Но суть там такая:
все сигналы RF ответвляются с помощью направленных ответвителей, и далее подаются на смесители, где их чатота понижается до той, которую уже реально и не очень дорого оцифровать в АЦП.
Далее уже математически в сигнальном процессоре на основе данных полученых с АЦП вычисляют амплитуды и фазы сигналов.
Меня мучает вопрос, правдивые ли данные получаются...
что касается амплитуды сигнала: допустим я с генератора через ПОРТ1 подаю сигнал на черный ящик, в свою очередь с этого черного ящика я снимаю согнал, который поступает на ПОРТ2.
на обоих портах стоят направленные ответвители, которые ответвляют падующую и отраженную волны на ПОРТУ1 и ПОРТУ2.
таким образом я получаю сигналы которые буду дальше обрабатывать. Но в данном случае мне нужно вводить колибровочный файл, так как характеристика направленных ответвителей не может быть обсалютно линейна и стабильна в большой полосе частот.
Далее, эти 4 сигнала, назову их:
dir1 - падающая волная ПОРТА1,
ref1 - отраженная волная с ПОРТА1,
dir2 - падающая волна ПОРТА2,
ref2 - отраженная волна ПОРТА2.

Не вдаваясь в матиматику, и предполагая что у меня все порты (в том числе и порты направленных ответвителей) имеют импеданс 50 Ом.) Можно зная амплитуду этих волн и их фазу относительно друг друга или референса, вычислить все необходимые свойства "черного ящика". (самацель - измерение s-параметров).

разумеется все эти 4 сигнала (dir1/2, ref1/2) я не могу подать на АЦП, из-а слишком высокой частоты, поэтому нужно сначала понизить частоту. Сразу оговорюсь, для того что бы измерить амплитуду этих сигналов нет смысла полностью оцифровывать этот сигнал, достаточно продетектировать его (на мой взгляд это самый простой способ). Этим бы наверное всё и кончилось если не брать в расчёт фазу... Как померить фазу на 5 ГГц?
Я не уверен что прав, но очень надеюсь что если 2 сигнала, разность фаз между которыми мне необходимо измерить я подам в смесители (2 разных смесителя, одинаковые по характеристикам (насколько это возможно)) питающиеся от одного гетеродина, то на выходе смесителей (не будем говорить о куче гармоник пока), разность фаз изначальных сигналов сохранится... Я не верен в том что говрю, мозможно это и не правильно. Но если предположить что разность фаз после таких манипуляций с бедненьким сигналом сохранится, далее я оцифровываю сигналы, и вычисляю уже в цифре интересующую меня разность фаз.

Есть ещё другая идея по вычислению фазы, это применение либо фазового детектора Аналог девайсес (максимальная частота которого ограничена 2.7 ГГц), либо исопльзование IQ демодулятора.
Возможно этот вариант проще... но в этом случае я ограничен частотой выпускаемых IQ демодуляторов, да и, признаться, я не уверен что они бываю со столь широкой полосой, а использовать коллекцию, как то не хочется. Сразу оговорюсь, что использование миросхему фазового детектора это хороший вариант если не нужна очень высокая точность и знание фазы больше чем 0...180 гр (или -90...+90...).

В общем это те проблемы которые мне кажутся сложными, так как надо много эксперементировать, желательно имея хорошее оборудование....

Отдельного внимания заслуживает проблема построения широкополосного генератора ... скажем от 100 Мгц до 5ГГц... с красивым выходом (под этим я понмаю одну торчащую палку на анализаторе спектра, а не кучу гармоник).

В общем, наеврное я во многом не прав касательно того что написал... но суть решения данного устройства мне кажется правильной.
Поправьте если что не так...
Я аспирант, а не профессионал... =(

В общем виде оно так и есть, проблемы в деталях. Для начала я бы порекомендовал изучить все патенты anritsu по их серии портативных приборов sitemaster- там как раз решалась проблема как сделать анализатор портативным и относительно недорогим.
С диапазоном тоже надо решить- если AD8302 покрывает весь диапазон- это одно, если нет- тогда смесители, скорее всего стробоскопические.
Направленников нужно два- оди НЧ, второй ВЧ. Как раз в патентах anritsu это подробно рассмотренно.
Свип- генератор- тут вопрос. ЖИГ будем применять или нет?
По поводу обработки и управления - сейчас вся цифровуха в один Cortex STM32 укладывается с его внутренними 12 битными АЦП

1) Встречиный вопрос, где взять эти патенты, насколько мне известно суть патента обычно не раскрывается, даётся только весьма краткое опсание, возможно у Вас есть источник или сслыка на ресурсы, не погли бы Вы поделиться этой информацией?

2) Применять AD8302 не хотелось бы... она сама по себе стоит около 2000р но не в этом суть. Во всём заявленном диапазоне она работает (я лично это не проверял, это по описанию неких конструкций на ней, для исследования этой микросхемы я специально разработал макетку, ещё изготовили, сейчас она лежит, и дожитается когда же на неё посадят микросхему... но денежек пока лишних нет..) Основная проблема использхования этой микросхемы это то что она определяет не полнуюразность фаз. только от 0 до 180 или от -90 до +90. Этого не достаточно. Нужно либо -180 ... +180, либо 0...360... что в принципе тоже само, смотря от чего отталкиваться. Можно конечно извращаться сдвигая на заданное число градусов (скажем на 90) один из подаваемых на неё сигналов, и затем анализирую измеренные значения фазы до и после добавления сдвига 90гр. Но мне кажется что это плохая идея.
В общем не хотелось бы решать проблему использованием этой микросхемы.

2.1) я приношу извинения за свою не грамотность, можно оподробнее, что такое стробоскопические смесители?

3) Вот об этом, признаться, даже не подозревал. Попробую рассмотреть такой вариант. Изначально планировал сделать один направленный ответвитель, максимально широкополосным, а не линейность коэффициента передачи на различных частотах компенсировать калибровкой (при вычислениях). Предполагалось что основной задачей при моделировании и проектировании направленного ответвителя будет обеспечить хорошее согласование по линии следования основного сигнала (не ответвленного).

4) Я ещё раз извиняюсь за свою не грамотность (чувствую и дальше буду постоянно извиняться), если я Вас правильно понял что свип генератор это именно тот генератор RF частота которую мы будем пускать через наш "чёрный ящик" и поторы будет ответвлять в направленных ответвителях?
Опять таки извиниюсь, что такое ЖИГ? =(
Изначльно я планировал в качестве генератора использовать несколько синтезаторов частоты ADF3460-х, но собрав на макетных платах несколько из них, понял что это решение изначально оберечено на неудачу. Основными причинами этого является медленное переключение частоты, и весьма узкие диаппазоны перестройки, которые не пересекаются... для того что бы их расширить на микросхемах низкочастотной серии требуется устанавливать (или переключать, что ещё более затруднительно) внешние катушки индукцивности..... В обще от этой идее пока (возможно и навсегда) отказался.
Сейчас расматривают в качестве генератор Синтезатор прямого синтеза DDS. С послеюующим подключением к нему коммутируемых умножителей. Думаю, это датст возможность быстро переключать частоту (переберать различные частоты с заданным шагом). Но никогда не работал с подобными синтезаторами (теперь есть повод разобраться) и не знаю какова чистота их выходного спектра и другие важные параметры.

Это правильно, так работать будет. Получите после двух смесителей 2 ПЧ. Можете между ними фазу мерять , а можете сдвинуть фазу одной из ПЧ на 90гр. и получить квадратуры для другой ПЧ на нулевой частоте после еще двух перемножителей(смесителей).
Оба СВЧ генератора можно примудрить на ФАПЧ с постоянным разносом частот. скорость свипа невысокая, но и спектр неплохой можно получить.

Американские патенты доступны свободно. freepatentsonline, wikipatents итд. Регистрируйтесь и читайте. Российский е-мейл для регистрации прокатывает. Начните с US7019510 и по ссылкам побродите.

Суть не в этом- проблема возникает, если надо мерять реальную антенну, а не макет на столе- с антенны на логарифмический детектор может "нападать" гораздо больше сигнала, чем от прибора И на совершенно других частотах. А лог детектор одно от другого отличить несможет.
Вот поэтому и применяю смесители.

Смеситель, который управляется острой "шпилькой" сигнала или крутым фронтом. Из за этого эффективно работает на гармониках.

Сделать такой направленнник может и сделаете, но это будет две 30-сантиметровые металлические трубы. Вряд ли это будет портативный прибор. Да и ступенчатый направленник настраивать занятие муторное.


Да. В силу широкого диапазона перестройки конструкция таковых имеет особенности.

Генератор на сфере из железо-иттриевого граната. Лучший из существующих широкополосный (октавный и более). Погуглите ЖИГ и YIG

Изучите конструкцию фирменных приборов- на надо будет топтаться по граблям. Схемы старых анализаторов легко найти в сети.

Примного благодарен, очень приятно что хоть в чем то прав




1) Признаться, я планировал делать направленный ответвитель на полосковых линиях. Был опят разработки цифрового КСВ местра (для института), там моделировал в MWO направленный ответвитель на полосках, требовалась частота от 430 до 490 Мгц (включая любительскую 70см). материалом подложки был обычный FR4. Габариты платы направленного ответвителя получились совсем не большие поядка 70мм на 30мм. Но самый интересный сюрприз ждал меня после того как я его промерил на нетврк анализаторе роде шварц zvb.... ... Файлы сохранённых S параметров я приложил к сообщенияю... окроче веьма широкополосный получился ... Я хочу скзать что не обязательно он будет большихразмеров на низких частотах.. воть.

2) Спасибо на разъяснения. никогда о таких вещах не слышал (опять таки моя не образованность) обязательно поищу, заинтересовало.

3) Я был бы бесконечно рад изучить конструкцию фирменных приборов, Агилента, или того роде и Шварца, просто ни на чём другом не работал никогда, НО я не могу найти схемы какого нибудь даже самого допатопного прибора... может коненчо руки у меня кривые, но я специально потратил на то досточное количество времени весной этого года где то в мае, и 2 год назад, когда только интересовался вплотную устройством данного девайся (сейчас тоже интересую ). Буду, опять таки, очень признателен, если Вы распологаете подобного рода информацие, и скините ей сюда.

странно файлы s параметров почему то не прикрепились, попробую в архиве.

На второй или третьей фотографии виден размер широкополосного направленного ответвителя HP. http://www.hpmemory.org/wb_pages/wall_b_page_05.htm Кстати, архив hp journal доступен в сети полностью- перечитайте номера 60-70 годов по анализаторам цепей- там много интересного. Только он сканеный- поиск работает плохо.